新能源在新型电力系统中的研究分析

新能源在新型电力系统中的研究分析摘要：目前我国实现“双碳”目标却面临严峻的挑战，首先由于中国是世界上最大的能源生产国和消费国，这就意味着中国现阶段的碳排放总量较大。其次我国的工业化仍在发展阶段，经济还有较大的发展空间，电力需求还将刚性增长。而新能源作为清洁能源应用较为广泛，在完成“碳达峰，碳中和”方面起到关键性作用。新能源在新型电力系统也有着主导和核心地位，其体现有着高效环保、智能性高、灵活度高、可靠调峰等特征。就此，本文探讨了新能源在新型电力系统的研究，以能促进电力系统安全、稳定和高效的运行。关键词：新能源；新型；电力系统；研究引言构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，电网作为电力输送的平台，将在推动可再生能源并网、配置、消纳等方面起到关键的枢纽作用。1电力系统的现状我国新能源产业发展迅猛，近十余年都以30%以上的超常速度增长，如今我国已是全球风电和光伏发电规模最大、发展最快的国家。据国家能源局有关统计，截至2020年底，我国新能源发电装机总规模5．6亿千瓦，位居全球首位，占总装机比重25．5%。其中:风电2．8亿千瓦、光伏发电2．5亿千瓦、生物质发电2952万千瓦，风电、光伏发电新增装机接近1．2亿千瓦，约占全国新增发电装机的62．8%。风电、光伏发电量7270亿千瓦时，占总发电量比重9．5%，同比增长0．9个百分点。这些都表明我国新能源绿色电能替代作用不断增强，有力支撑了能源绿色低碳转型。据两大电网公司有关数据统计，2020年，国家电网公司经营区域内，新能源市场化交易电量1577亿千瓦时，占新能源发电量的21．7%。其中，新能源跨省跨区交易电量920亿千瓦时，新能源与大用户直接交易、发电权交易等省内新能源交易电量657亿千瓦时。南方电网公司经营区域内，消纳新能源电量1022亿千瓦时，同比增长27%，新能源利用率99．8%，基本实现全额消纳。其中，新能源市场化交易电量96亿千瓦时，占新能源发电量的17．3%。2新能源为主体的新型电力系统的构建措施2.1电力体制改革电力系统作为我国目前网络最庞大、连接用户最多的能源系统，既是双碳目标的主要贡献者，也是新型电力系统建设的主战场。但电力体制改革进行到现在依然面临着诸多问题。一是由于增量配网和电网方面对“三不得一禁止”（“试点项目内不得以常规机组‘拉专线’的方式向用户直接供电”“不得依托常规机组组建局域网、微电网”“不得依托自备电厂建设增量配电网”“禁止以任何方式将公用电厂转为自备电厂”）政策理解不同，致使当前推进的多个增量配网项目受阻，依托增量配网的源网荷储项目也因此卡壳。二是电网的投资合理性不能保证，在电改背景下作为电价重要组成部分的输配电价一直未出现显著下降，这主要因电网企业的投资规模过大，实际投资超过了电量增长需求。此外，电网企业人工成本过高，基建规模太大，大量无效低效投资、重复改造浪费以及各种不合理的管理费用，导致内部运营成本过高，这些都直接反映到电价上。三是现有的“辅助服务市场”试点总体仍是辅助服务补偿机制，并未形成电能量市场化背景下的辅助服务市场化交易。除以上问题外，还有电网管制类业务与市场化业务差异化监管未落实，电网央企与地方经济发展不协调，企业的电力成本过高，万亿元规模的存量用户侧配电资产的价值等待挖掘等。如果社会不对电改的以上问题进行讨论，形成共识，电改的进度和成果将会影响新能源、储能、用户能效管理等的发展进程。2.2牢牢把握发展方向，推动我国能源电力转型构建以新能源为主体的新型电力系统，是党中央着眼加强生态文明建设、保障国家能源安全、实现可持续发展作出的一项重大部署，对电力工业转型发展具有重大战略指导意义。要高标准、高站位落实新能源为主体的新型电力系统，必须充分认识我们所处的背景和面临的形势。技术创新驱动能源领域加速变革。当前，以新能源、新材料、物联网等技术为主要驱动力的第四次工业革命重塑全球能源供需格局，新能源、智能电网、储能、电动车和氢能产业的发展和落地加速实现，传统能源生产和消费方式将发生革命性变革。从供给侧看，风能驱动叶片做功产生电能，光伏通过半导体直接将光能转化成电能；从需求侧看，电动车、电制冷/热等电气化技术不断成熟推广。这是一个从量变到质变的过程，新能源替代化石能源，终端电气化水平不断提升，能源利用从“高碳”转向“无碳”、从“黑色”转向“绿色”，供需两端的能量转换都在逐步脱离“高温高压”，能源领域即将从“火药时代”迈入“冷兵器时代”，实现碳中和目标的蓝图已呈现在眼前。2.3建设高弹性、数字化、智能化电力系统打造多元融合高弹性电网。适应高比例新能源、高比例电力电子设备需要，促进系统各环节全面数字化、智能化。建立全网协同、数字驱动、主动防御、智能决策的新一代调控体系。加强源网荷储多向互动，多能互联，推进多种能源形式之间的优化协调，提高电力设施利用效率，提升整体弹性。加强预测预警体系建设，保障极端事件下的电力系统恢复能力。持续开展煤电机组灵活性改造。煤电功能定位由主体电源逐步转变为调节电源，需大规模实施煤电机组灵活性改造，从整体上提升机组的灵活调节能力。要加强规划引导，有序安排改造项目，30万千瓦、60万千瓦亚临界机组，应优先实施灵活性改造。同时要完善辅助服务补偿机制，保障煤电机组的合理收益。大力加强储能体系建设。加快抽水蓄能建设。既要推进单机容量30万千瓦以上、电站容量百万千瓦以上的抽水蓄能项目建设，又要因地制宜，建设中、小型抽水蓄能项目，对具备条件的水电站进行抽水蓄能改造。完善电动汽车参与系统调节的激励机制，不断提升电动汽车与电力系统互动水平。鼓励各类电化学储能、物理储能的开发应用。2.4创新产业新模式，培育发展新动能适应新形势下集中式能源辅以大量分布式能源的能源网络以及电力系统去中心化的要求，创新多种能源互补供应模式，大力发展分布式能源和以电力为核心的综合能源服务，促进可再生能源发电与供热、供气等能源品种协同发展。加强储能与源网荷协调规划研究，明确储能发展规模和布局，完善储能参与电力市场的市场化成本疏导机制和价格机制，促进电源侧、电网侧和用户侧的储能项目落地，发挥储能在电力系统安全稳定运行的支撑作用。加快推进风光水火储一体化及源网荷储一体化，积极探索可再生能源制氢消纳新模式，推动电力与其他能源互联互通，实现多能源系统间协同消纳。推进电力系统与互联网、人工智能、大数据等新兴技术的深度融合，创新能源服务新业态。结束语碳中和目标的实现过程就是我国能源革命逐步迈向深入的过程。随着全社会电气化水平的提升，更多碳排放从终端用能行业转移到电力，电力行业碳减排压力将持续加大。在此背景下，加快构建以新能源为主体的新型电力系统，是电力工业促进自身碳减排、支撑全社会碳减排的必由之路，是实现电力工业高质量发展的必然选择，并展示我国对全球生态环境及人类社会可持续发展的责任与担当，进一步增加在全球治理体系中的话语权，引领全球能源共同体建设。参考文献［1］韩肖清，李廷钧，张东霞，等．双碳目标